网络基础 - 简书

ip：用于在计算机网络中定位设备

IPV4，四段0-255，192.168.1.1
IPV6，128bit，八段，每段四个十六进制数，:分隔

port：逻辑端口：0-65535

0-1023：OS占用
1024-65535，一般应用程序使用
两台机器通讯就是通过ip+port

保留IP：127.0.0.1本机
tracert [目标IP] ：可以查看与目标机器的访问中继
传输层协议：TCP、UDP

一、 TCP(Transmission Control Protocol)

传输控制协议，面向连接的协议
可靠无差错传输
双向字节流传递
4. TCP编程步骤：

服务器：创建一个ServerSocket，等待连接
客户机：创建一个Socket，连接到服务器
服务器：ServerSocket接收到连接后，创建一个Socket和客户Socket建立专线连接，后续服务器与客户机的对话(这一对Socket)会在一个单独的线程上(服务器端)运行
服务器的ServerSocket继续等待连接，返回第一步
(服务器指的是：软件服务器——实现一定功能、在一个公开的地址上对外提供服务)

重要类
1. ServerSocket，服务器
- 需要绑定port
- 如果有多个网卡，需要绑定一个IP地址
1. Socket：通道
- 客户端需要绑定服务端的IP地址和端口Port
- 客户端向Socket输出流写入数据，送到服务端
- 客户端从Socket输入流取服务器端传来的数据
- 服务端反之亦然
  
  image.png
服务端可以响应多个客户端：

服务端每接受一个客户端，就启动一个独立的线程与之对应
客户端或者服务端都可以选择关闭这对Socket通道。

主要方法：

socket s = serverSocket.accept()    //会等待客户端连接，阻塞
s.getInputStream()、s.getOutputStream()
//写数据是字节数据
outPutStream.write(String.getBytes());

使用共享线程池，优化反复创建线程带来的系统开销

二、 UDP(User Datagram Protocol)

用户数据报协议，面向无连接协议
不保证可靠的数据传输
速度快，可以在较差网络下使用
UDP：无连接无状态通讯协议

发送方发送消息，当接收方恰好在目的地，则可以接收；当接收方不在，则消息就直接被丢失
发送方无法得知消息是都发送成功
好处：简单、经济、节省

主要方法：
1. DatagramSocket：通讯的数据管道
- 方法：send、receive方法(双向)
- 绑定在IP和Port上
1. DatagramPacket
- 集装箱：封装传输的数据
- 地址标签：要写明目的地的IP+Port
  实例：
  UdpRec：

package UDP;

import java.net.*;
public class UdpRec {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //接收方，端口号为3000
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(3000);
        byte [] buf = new byte[1024];
        //DatagramPacket用来封装接收到的数据
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,1024);

        System.out.println("UdpRec：正在等待消息");
        //调用方法接收消息，当没有接收到消息时会阻塞。
        ds.receive(dp);
        System.out.println("UdpRec：接收到消息");
        String mes = new String(dp.getData(),0,dp.getLength())+" from " + dp.getAddress().getHostAddress()+" : "+ dp.getPort();
        System.out.println(mes);

        String str = "Hello World2";
        DatagramPacket dp2 = new DatagramPacket(str.getBytes(),str.length(),InetAddress.getByName("127.0.0.1"),dp.getPort());
        System.out.println("发送消息：");
        ds.send(dp2);
        System.out.println("结束");

    }
}

UdpSend：

package UDP;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;

public class UdpSend {
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        String str = "Hello World";
        //DatagramPacket用来封装接收到的数据
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(str.getBytes(),str.length(), InetAddress.getByName("127.0.0.1"),3000);

        System.out.println("UdpSend：正在发送消息");
        //调用方法接收消息，当没有接收到消息时会阻塞。
        ds.send(dp);
        System.out.println("UdpSend：发送结束");

        Thread.sleep(1000);
//        DatagramSocket ds2 = new DatagramSocket(1024);
        byte [] buf = new byte[1024];
        //DatagramPacket用来封装接收到的数据
        DatagramPacket dp2 = new DatagramPacket(buf,1024);
        System.out.println("接收消息...");
        ds.receive(dp2);
        System.out.println("结束");
        String mes = new String(dp2.getData(),0,dp2.getLength())+" from " + dp2.getAddress().getHostAddress()+" : "+ dp2.getPort();
        System.out.println(mes);
    }
}

三、 HTTP编程

网页访问：

客户端浏览器连接到远程服务器(IP+port)
浏览器请求下载一个HTML文件，放到本地临时文件夹
在浏览器显示本地文件

HTTP协议

超文本传输协议
用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议
提姆伯纳斯李
访问方式：
a. GET：从服务器获取资源到到客户端。
b. POST：从客户端向服务器发送数据

Java HTTP编程：Java.net包

支持模拟成浏览器的方式去访问网页
URL(Uniform Resource Locator：统一资源定位符)
关键类URLConnection：
获取资源连接的连接器
根据URL的openConnection方法获得URLConnection
connect方法，建立与资源的联系通道
getInputStream方法，获取资源的内容

image.png

四、 HTTP Client

JDK9之后，自带JDK HTTP Client
Apache HttpComponents的HttpClient
java.net.http包，java11正式发布

主要类：
HttpClient
HttpRequest
HttpResponse

五、 NIO编程(Non-Blocking I/O)

以上HTTP、TCP、UDP都是同步阻塞的，性能较差

何为阻塞I/O？在服务器端接收客户端输入时，服务器端就陷入了阻塞，性能就会比较差